JPH05135924A - 希土類永久磁石の製造方法 - Google Patents
希土類永久磁石の製造方法Info
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- H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
- H01F1/0576—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together pressed, e.g. hot working
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 高性能、低コストのＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石
をつくる。 【構成】 Ｒ−ＦｅーＢ系鋳造合金を熱間加工して異方
性化する際、凸形状金型４を用いて押し込み加工を行な
う。 【効果】 均一な加工ができるので、バレリングが小さ
くなり性能が安定化する。
をつくる。 【構成】 Ｒ−ＦｅーＢ系鋳造合金を熱間加工して異方
性化する際、凸形状金型４を用いて押し込み加工を行な
う。 【効果】 均一な加工ができるので、バレリングが小さ
くなり性能が安定化する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、希土類永久磁石の製造
方法特に熱間加工による磁気異方性を有する希土類永久
磁石の製造方法に関し、特にＲ（ただしＲはＹを含む希
土類元素のうち少なくとも１種）、Ｆｅ（鉄）、Ｂ（ボ
ロン）からなる希土類永久磁石の製造方法に関するもの
である。
方法特に熱間加工による磁気異方性を有する希土類永久
磁石の製造方法に関し、特にＲ（ただしＲはＹを含む希
土類元素のうち少なくとも１種）、Ｆｅ（鉄）、Ｂ（ボ
ロン）からなる希土類永久磁石の製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、これら希土類−鉄（遷移金属）系
の高性能永久磁石の製造方法には、主として次のような
ものがある。
の高性能永久磁石の製造方法には、主として次のような
ものがある。
【０００３】（１）焼結法 （特開昭５９−４６
００８号公報） （２）急冷法 （特開昭５９−２１１５４９号公
報） （３）ダイアップセット（特開昭６０−１００４０２号
公報） （４）熱間加工法 （特開昭６２−２７６８０３号公
報） （５）熱間鍛造法 （特願平２−１５１６９０号公
報） （３）〜（５）は鋳造合金あるいは（２）の方法を用い
てつくられた粉末を熱間で塑性変形させることにより磁
気的に異方性化させるものである。
００８号公報） （２）急冷法 （特開昭５９−２１１５４９号公
報） （３）ダイアップセット（特開昭６０−１００４０２号
公報） （４）熱間加工法 （特開昭６２−２７６８０３号公
報） （５）熱間鍛造法 （特願平２−１５１６９０号公
報） （３）〜（５）は鋳造合金あるいは（２）の方法を用い
てつくられた粉末を熱間で塑性変形させることにより磁
気的に異方性化させるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、叙上の
（１）〜（５）のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の製造方法
は、次の如き欠点を有している。
（１）〜（５）のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の製造方法
は、次の如き欠点を有している。
【０００５】（１）（２）（３）の永久磁石の製造方法
は、合金を粉末にすることを必須とするものであるが、
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金は大変酸素に対して活性を有するの
で、粉末化すると余計酸化が激しくなり、焼結体中の酸
素濃度はどうしても高くなってしまう。又粉末を成形す
るときに、成形助剤を使用しなければならず、これは磁
石体の中に炭素の形で残ってしまう。この磁石内に含ま
れる酸素や炭素はＲ−Ｆｅ−Ｂ磁石の耐食性や磁気性能
を著しく低下させる。
は、合金を粉末にすることを必須とするものであるが、
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金は大変酸素に対して活性を有するの
で、粉末化すると余計酸化が激しくなり、焼結体中の酸
素濃度はどうしても高くなってしまう。又粉末を成形す
るときに、成形助剤を使用しなければならず、これは磁
石体の中に炭素の形で残ってしまう。この磁石内に含ま
れる酸素や炭素はＲ−Ｆｅ−Ｂ磁石の耐食性や磁気性能
を著しく低下させる。
【０００６】また、これらの製法は、工程が煩雑で高価
な設備が必要になるばかりでなく、生産効率が悪く、磁
石の製造コストが高くなってしまう。
な設備が必要になるばかりでなく、生産効率が悪く、磁
石の製造コストが高くなってしまう。
【０００７】（４）の永久磁石を製造する方法は、製造
工程が簡単で、磁石合金をカプセルに密封して熱間加工
するため含有酸素濃度が少ない。大気中で加工できるの
で加工時の雰囲気制御が不要で、製造コストが安い等の
長所があるが（１）、（３）の磁石に比して磁気特性が
やや劣るという問題があった。
工程が簡単で、磁石合金をカプセルに密封して熱間加工
するため含有酸素濃度が少ない。大気中で加工できるの
で加工時の雰囲気制御が不要で、製造コストが安い等の
長所があるが（１）、（３）の磁石に比して磁気特性が
やや劣るという問題があった。
【０００８】（５）の方法はホットプレスに近く、
（４）に示されている押し出しや圧延に比べて磁気的配
向度が高く、（１）や（３）に比肩する高性能磁石がえ
られるのであるが、場所による磁気特性のばらつきが大
きく、またバレリングにより磁石の形状が不規則なた
め、歩留まりが低いという欠点があった。
（４）に示されている押し出しや圧延に比べて磁気的配
向度が高く、（１）や（３）に比肩する高性能磁石がえ
られるのであるが、場所による磁気特性のばらつきが大
きく、またバレリングにより磁石の形状が不規則なた
め、歩留まりが低いという欠点があった。
【０００９】本発明は、以上の従来技術の欠点、特に
（５）の永久磁石の性能のばらつきや形状の不規則性を
解決するものであり、その目的とするところは、高性能
かつ低コストの永久磁石の製造方法を提供することにあ
る。
（５）の永久磁石の性能のばらつきや形状の不規則性を
解決するものであり、その目的とするところは、高性能
かつ低コストの永久磁石の製造方法を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の永久磁石の製造
方法は、希土類元素−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の製造方法に
関するもので、Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のう
ち少なくとも１種）、Ｆｅ、Ｂあるいは、他にＣｏ，Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖ，Ｍｏ，Ｇａ，
Ａｌのうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素を含
む鋳造合金をシースに入れ、加圧面の面積が鋳造インゴ
ットの横断面の面積より大きく、かつシースの横断面の
面積より小さい凸形の金型を用い、５００℃〜１１００
℃の温度で押し込み加工を施すことによって、該合金を
磁気的に異方性化し、また２５０℃〜１１００℃で熱処
理するというものである。
方法は、希土類元素−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の製造方法に
関するもので、Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のう
ち少なくとも１種）、Ｆｅ、Ｂあるいは、他にＣｏ，Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖ，Ｍｏ，Ｇａ，
Ａｌのうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素を含
む鋳造合金をシースに入れ、加圧面の面積が鋳造インゴ
ットの横断面の面積より大きく、かつシースの横断面の
面積より小さい凸形の金型を用い、５００℃〜１１００
℃の温度で押し込み加工を施すことによって、該合金を
磁気的に異方性化し、また２５０℃〜１１００℃で熱処
理するというものである。
【００１１】
【作用】即ち、鋳造合金をシースに入れ、凸形の金型で
押し込み加工を行なうことにより、ワークの中心に位置
する磁石合金を均一変形させることができる。その結
果、割れを防ぎ磁気特性の内部ばらつきが小さくなる。
また、磁石の側面がたる状に張り出す傾向が抑えられる
ため、成形時の歩留まりが向上する。さらに、上記金型
を用いることにより、金型の傾斜部にかかる面圧は平面
部にかかるそれと比較して小さいため、従来の平板状金
型を用いた場合よりも低い荷重で成形することができ
る。ワークと金型との潤滑の影響も小さくなる。また、
熱間加工後、上記熱処理によって磁気性能は高められ安
定する。
押し込み加工を行なうことにより、ワークの中心に位置
する磁石合金を均一変形させることができる。その結
果、割れを防ぎ磁気特性の内部ばらつきが小さくなる。
また、磁石の側面がたる状に張り出す傾向が抑えられる
ため、成形時の歩留まりが向上する。さらに、上記金型
を用いることにより、金型の傾斜部にかかる面圧は平面
部にかかるそれと比較して小さいため、従来の平板状金
型を用いた場合よりも低い荷重で成形することができ
る。ワークと金型との潤滑の影響も小さくなる。また、
熱間加工後、上記熱処理によって磁気性能は高められ安
定する。
【００１２】次に、加工温度、原料基本成分の限定理由
について述べる。加工温度は５００℃未満では割れが加
工時に起こりやすく、かつ配向が不十分なため高い残留
磁化を得られなくなる。また、１１００℃を越えると結
晶粒が著しく粗大化し保磁力ｉＨｃが激減していまうの
で加工温度は５００℃以上、１１００℃までが好まし
い。加工後の熱処理は、高い磁気特性を安定して得るた
めに必要である。１１００℃以上の温度では粒径の粗大
化が起こり保磁力が低下し、２５０℃以下では十分な反
応がおこらないため、熱処理の効果が得られない。
について述べる。加工温度は５００℃未満では割れが加
工時に起こりやすく、かつ配向が不十分なため高い残留
磁化を得られなくなる。また、１１００℃を越えると結
晶粒が著しく粗大化し保磁力ｉＨｃが激減していまうの
で加工温度は５００℃以上、１１００℃までが好まし
い。加工後の熱処理は、高い磁気特性を安定して得るた
めに必要である。１１００℃以上の温度では粒径の粗大
化が起こり保磁力が低下し、２５０℃以下では十分な反
応がおこらないため、熱処理の効果が得られない。
【００１３】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は実
施例１の据込み加工および押し込み加工サンプルと金型
の概略図。図１（ａ）は平板状金型を用いた据込み加
工、図１（ｂ）は凸形状金型を用いた押し込み加工を示
す。図２は実施例２の押し込み加工サンプルと金型の概
略図。１は鋳造インゴット、２はシース、３は平板状金
型、４は凸形状金型である。 （実施例１）先ずアルゴン雰囲気中で誘導加熱炉を用い
て、表１に示すような組成の合金を溶解し、次いで鋳造
し、平均粒径１５μｍの柱状晶組織から成る円柱状の鋳
塊を得た。
施例１の据込み加工および押し込み加工サンプルと金型
の概略図。図１（ａ）は平板状金型を用いた据込み加
工、図１（ｂ）は凸形状金型を用いた押し込み加工を示
す。図２は実施例２の押し込み加工サンプルと金型の概
略図。１は鋳造インゴット、２はシース、３は平板状金
型、４は凸形状金型である。 （実施例１）先ずアルゴン雰囲気中で誘導加熱炉を用い
て、表１に示すような組成の合金を溶解し、次いで鋳造
し、平均粒径１５μｍの柱状晶組織から成る円柱状の鋳
塊を得た。
【００１４】
【表１】
【００１５】この時、希土類、鉄及び銅の原料としては
９９．９％の純度のものを用い、ボロンはフェロボロン
を用いた。機械加工によりφ３６ｍｍ×高さ７０ｍｍに
成形し、図１のように、この鋳造インゴット１をφ８８
ｍｍ×高さ１００ｍｍのＳ１０Ｃ製シース２にいれ、溶
接により密封した。なおシース２の内壁には離型剤とし
て窒化ホウ素を塗布した。このサンプルを９５０℃×１
時間加熱し、予め潤滑剤として窒化ほう素を塗布した油
圧６００ｔプレス（鍛造機）の平板状金型３、および凸
形状金型４に載置して、次の加工条件で据込みおよび押
し込み加工を行った。
９９．９％の純度のものを用い、ボロンはフェロボロン
を用いた。機械加工によりφ３６ｍｍ×高さ７０ｍｍに
成形し、図１のように、この鋳造インゴット１をφ８８
ｍｍ×高さ１００ｍｍのＳ１０Ｃ製シース２にいれ、溶
接により密封した。なおシース２の内壁には離型剤とし
て窒化ホウ素を塗布した。このサンプルを９５０℃×１
時間加熱し、予め潤滑剤として窒化ほう素を塗布した油
圧６００ｔプレス（鍛造機）の平板状金型３、および凸
形状金型４に載置して、次の加工条件で据込みおよび押
し込み加工を行った。
【００１６】 加工速度 ：１０ｍｍ／秒 加工度 ：７０％ 押込み加工の凸状金型の先端はφ７０の円形の平面で傾
斜部の傾斜角は４５°とした。
斜部の傾斜角は４５°とした。
【００１７】この後、磁石合金ををシースから取出し、
冷却後、９５０℃×２０時間の熱処理を施した後、一度
冷却し、さらに４７５℃×２時間の熱処理を行った。押
込み加工を行った場合、観察された割れの数は非常に少
なく、据込み加工を行ったものに比べて良好な磁石が得
られた。また外周部のバレリングも小さかった。それぞ
れ中央部と外周部から所望の形状に切り出し、研磨し、
磁気特性を測定した。この磁石の磁気特性は表２のよう
であった。
冷却後、９５０℃×２０時間の熱処理を施した後、一度
冷却し、さらに４７５℃×２時間の熱処理を行った。押
込み加工を行った場合、観察された割れの数は非常に少
なく、据込み加工を行ったものに比べて良好な磁石が得
られた。また外周部のバレリングも小さかった。それぞ
れ中央部と外周部から所望の形状に切り出し、研磨し、
磁気特性を測定した。この磁石の磁気特性は表２のよう
であった。
【００１８】
【表２】
【００１９】据込み加工では磁石中央部で磁気特性が高
く、外周部で低くなっているが、押込み加工を行ったも
のはこのような場所によるばらつきが非常に小さい。プ
レス荷重は据込加工が最大５５０ｔがかかったのに対
し、押込み加工では４６０ｔで同等の加工度が得られ
た。
く、外周部で低くなっているが、押込み加工を行ったも
のはこのような場所によるばらつきが非常に小さい。プ
レス荷重は据込加工が最大５５０ｔがかかったのに対
し、押込み加工では４６０ｔで同等の加工度が得られ
た。
【００２０】（実施例２）実施例１と同様に、先ずアル
ゴン雰囲気中で誘導加熱炉を用いて、 Ｐｒ15.5Ｆｅ78.8Ｂ5.2Ｃｕ0.5 なる組成の合金を溶解し、次いで鋳造し、平均粒径１５
μｍの柱状晶組織から成る板状の鋳塊を得た。
ゴン雰囲気中で誘導加熱炉を用いて、 Ｐｒ15.5Ｆｅ78.8Ｂ5.2Ｃｕ0.5 なる組成の合金を溶解し、次いで鋳造し、平均粒径１５
μｍの柱状晶組織から成る板状の鋳塊を得た。
【００２１】この時、希土類、鉄及び銅の原料としては
９９．９％の純度のものを用い、ボロンはフェロボロン
を用いた。機械加工により幅１５０ｍｍ×高さ１４０ｍ
ｍ×厚さ１８ｍｍに成形し、図２のように、この鋳造イ
ンゴット１を２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×高さ２００ｍｍ
のＳ１０Ｃ製シース２に８枚並べて入れ、溶接により密
封した。なおシース２の内壁には離型剤として窒化ホウ
素を塗布した。このサンプルを９５０℃×３時間加熱
し、予め潤滑剤として窒化ほう素を塗布した２０００ｔ
プレス（鍛造機）の凸形状金型４に載置して、次の加工
条件で押し込み加工を行った。
９９．９％の純度のものを用い、ボロンはフェロボロン
を用いた。機械加工により幅１５０ｍｍ×高さ１４０ｍ
ｍ×厚さ１８ｍｍに成形し、図２のように、この鋳造イ
ンゴット１を２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×高さ２００ｍｍ
のＳ１０Ｃ製シース２に８枚並べて入れ、溶接により密
封した。なおシース２の内壁には離型剤として窒化ホウ
素を塗布した。このサンプルを９５０℃×３時間加熱
し、予め潤滑剤として窒化ほう素を塗布した２０００ｔ
プレス（鍛造機）の凸形状金型４に載置して、次の加工
条件で押し込み加工を行った。
【００２２】 加工速度 ：１０ｍｍ／秒 加工度 ：７０％ 押込み加工の凸状金型の先端は２００×２００の正方形
の平面で傾斜部の傾斜角は４５°とした。
の平面で傾斜部の傾斜角は４５°とした。
【００２３】この後、磁石合金ををシースから取出し、
冷却後、９５０℃×２０時間の熱処理を施した後、一度
冷却し、さらに４７５℃×２時間の熱処理を行った。押
込み加工を行った場合、観察された割れの数は非常に少
なく、８枚のインゴットは完全に一体となっていた。ま
た外周部のバレリングも小さかった。中央部と外周部か
ら所望の形状に切り出し、研磨し、磁気特性を測定し
た。その結果、中央部では（ＢＨ）max＝３０〜３３Ｍ
ＧＯｅが得られたのに対し、外周部では２８〜３１ＭＧ
Ｏｅが得られ、ほとんど均一な磁気特性をもつ磁石がで
あることがわかった。
冷却後、９５０℃×２０時間の熱処理を施した後、一度
冷却し、さらに４７５℃×２時間の熱処理を行った。押
込み加工を行った場合、観察された割れの数は非常に少
なく、８枚のインゴットは完全に一体となっていた。ま
た外周部のバレリングも小さかった。中央部と外周部か
ら所望の形状に切り出し、研磨し、磁気特性を測定し
た。その結果、中央部では（ＢＨ）max＝３０〜３３Ｍ
ＧＯｅが得られたのに対し、外周部では２８〜３１ＭＧ
Ｏｅが得られ、ほとんど均一な磁気特性をもつ磁石がで
あることがわかった。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の希土類永
久磁石の製造方法は、次の如き効果を奏するものであ
る。
久磁石の製造方法は、次の如き効果を奏するものであ
る。
【００２５】（１）磁石の割れを防ぎ、場所による磁気
特性のばらつきが小さくなる。 （２）磁石側面がたる状に張り出す傾向を抑え、歩留ま
りが向上する。
特性のばらつきが小さくなる。 （２）磁石側面がたる状に張り出す傾向を抑え、歩留ま
りが向上する。
【００２６】（３）従来の平板状金型に比べ、低荷重で
成形することができる。
成形することができる。
【図１】 本発明の実施例におけるサンプルと金型の概
略図。（ａ）は従来の平板状金型、（ｂ）は本発明の凸
形状金型を用いた場合の図。
略図。（ａ）は従来の平板状金型、（ｂ）は本発明の凸
形状金型を用いた場合の図。
【図２】 本発明の実施例２におけるサンプルと金型の
概略図。
概略図。
１ 鋳造インゴット ２ シース ３ 平板状金型 ４ 凸形状金型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊原 清二 長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコー エプソン株式会社内 (72)発明者 秋岡 宏治 長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコー エプソン株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち
少なくとも１種）、Ｆｅ（鉄）、Ｂ（ボロン）を基本構
成成分とする希土類永久磁石において、該組成からなる
鋳造インゴットをシースに入れ、加圧面の面積が鋳造イ
ンゴットの横断面の面積より大きく、かつシースの横断
面の面積より小さい凸形の金型を用い、５００℃〜１１
００℃の温度で押し込み加工を施すことによって、該合
金を磁気的に異方性化することを特徴とする希土類永久
磁磁石の製造方法。 - 【請求項２】前記鋳造合金が、Ｃｏ，Ｃｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｎｉ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖ，Ｍｏ，Ｇａ，Ａｌのうちか
ら選ばれた少なくとも１種以上の元素を含むことを特徴
とする請求項１記載の希土類永久磁石の製造方法。 - 【請求項３】熱間加工後、前記合金を２５０℃〜１１０
０℃の温度にて熱処理することを特徴とする請求項１記
載の希土類永久磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3299069A JPH05135924A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 希土類永久磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3299069A JPH05135924A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 希土類永久磁石の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05135924A true JPH05135924A (ja) | 1993-06-01 |
Family
ID=17867801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3299069A Pending JPH05135924A (ja) | 1991-11-14 | 1991-11-14 | 希土類永久磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05135924A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6592682B1 (en) * | 1998-05-28 | 2003-07-15 | Santoku Corporation | Method for preparing a magnetic material by forging and magnetic material in powder form |
| JP2015090888A (ja) * | 2013-11-05 | 2015-05-11 | トヨタ自動車株式会社 | 希土類磁石の製造方法 |
| EP3163591A1 (de) * | 2015-10-29 | 2017-05-03 | Wilo Se | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von permanentmagneten |
-
1991
- 1991-11-14 JP JP3299069A patent/JPH05135924A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6592682B1 (en) * | 1998-05-28 | 2003-07-15 | Santoku Corporation | Method for preparing a magnetic material by forging and magnetic material in powder form |
| JP2015090888A (ja) * | 2013-11-05 | 2015-05-11 | トヨタ自動車株式会社 | 希土類磁石の製造方法 |
| EP3163591A1 (de) * | 2015-10-29 | 2017-05-03 | Wilo Se | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von permanentmagneten |
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